Transformadores de distribuição a seco - Padronização - GED 11518 - 03-07-2008

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Índice 
 
1. OBJETIVO ..................................................................................................................3 
2. CAMPO DE APLICAÇÃO ...........................................................................................3 
3. TERMINOLOGIA.........................................................................................................3 
4. NORMAS E DOCUMENTOS COMPLEMENTARES ..................................................3 
5. CONDIÇÕES GERAIS ................................................................................................4 
6. TRANSFORMADOR ...................................................................................................4 
Condições Normais de Funcionamento .............................................................................. 4 
Potências nominais e Tensões nominais............................................................................ 5 
Dimensões do transformador e do ambiente de instalação .............................................. 5 
Limites de elevação de temperatura.................................................................................... 6 
Classe de combustão, ambiental e climática. ..................................................................... 6 
Acabamento .......................................................................................................................... 6 
Elementos de fixação............................................................................................................ 6 
Núcleo.................................................................................................................................... 6 
Enrolamentos e isolamentos................................................................................................ 7 
Condutores e terminais ........................................................................................................ 7 
Níveis de isolamento............................................................................................................. 7 
Freqüência nominal .............................................................................................................. 8 
Deslocamento angular e diagrama vetorial......................................................................... 8 
Efeitos de curto-circuito ....................................................................................................... 8 
Temperatura do ar de resfriamento ..................................................................................... 8 
Painel de derivações............................................................................................................. 8 
Nível de descargas parciais ................................................................................................. 9 
Características nominais e perdas máximas ...................................................................... 9 
Nível de ruído ........................................................................................................................ 9 
Tolerâncias............................................................................................................................ 9 
Terminais ............................................................................................................................... 9 
Terminais de aterramento................................................................................................... 10 
Ferragens............................................................................................................................. 10 
Identificação do Transformador......................................................................................... 10 
Especificação Técnica
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Marcação dos Terminais .................................................................................................... 10 
Sensores de Temperatura .................................................................................................. 11 
Meios de Locomoção.......................................................................................................... 11 
Meios de suspensão do transformador............................................................................. 11 
Placa de identificação.........................................................................................................11 
Carga Máxima Admissível .................................................................................................. 11 
Tensão de despacho........................................................................................................... 12 
EMBALAGEM ...............................................................................................................12 
REGISTRO DE REVISÃO.............................................................................................12 
Anexo A - Codificação CPFL SAP/R3 para Transformadores Trifásicos a seco ...13 
Especificação Técnica
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1. OBJETIVO 
Esta especificação estabelece os requisitos mínimos exigíveis para o fornecimento de 
transformadores de distribuição trifásicos, secos, não enclausurados e com 
enrolamentos encapsulados, utilizados nos sistemas de distribuição, com tensão 
máxima até 24,2 kV, nas potências nominais de 150 a 1.000 kVA, destinados à CPFL 
Energia. 
 
 
2. CAMPO DE APLICAÇÃO 
 
Transformadores secos não enclausurados com enrolamentos encapsulados poderão 
ser utilizados em edifícios residenciais ou comerciais de uso coletivo, alimentados por 
circuitos primários operando em 13,8 kV, 11,9 kV ou 23 kV. 
 
3. TERMINOLOGIA 
Nesta Norma são consideradas as seguintes definições: 
 
• Transformador seco: transformador cuja parte ativa não é imersa em 
líquido isolante; 
 
• Transformador seco com enrolamento encapsulado: transformador seco 
que possui um ou mais enrolamentos encapsulados em isolação sólida; 
 
• Transformador seco não enclausurado com enrolamento encapsulado: 
transformador de distribuição a seco com enrolamento encapsulado sem 
invólucro protetor, no qual o núcleo e enrolamentos são resfriados pelo ar 
ambiente; 
 
• Fator harmônico: é a razão do valor eficaz de todos os harmônicos para o 
valor eficaz do fundamental. 
 
1
22
5
2
3 ...
I
III
FH N
+++
=
 
 
 
4. NORMAS E DOCUMENTOS COMPLEMENTARES 
 
NBR 5356 : Transformador de potência - Especificação; 
 
NBR 5380 : Transformador de potência - Método de ensaio; 
 
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NBR 5458: Transformadores - Terminologia; 
 
NBR 10295: Transformadores de potência secos; 
 
NBR 7034: Materiais isolantes elétricos - Classificação térmica - Classificação;NBR 14039: Instalações Elétricas de Alta Tensão (de 0,6 kV a 15 kV); 
 
IEC-60905: Loading Guide for Dry-Type Power Transformers; 
 
ANSI C.57.96: Guide for Loading Dry-Type Distribution and Power Transformers; 
 
Documento CPFL GED 236 - Transformadores de Distribuição para Postes e Cabinas – 
Especificação Técnica 
 
 
5. CONDIÇÕES GERAIS 
 
O Documento CPFL GED 236 - Transformadores de Distribuição para Postes e 
Cabinas – Especificação Técnica deve ser utilizado com as respectivas adaptações 
para transformador a seco, no tocante aos procedimentos a serem observados no 
tocante a: 
• Proposta; 
• Aprovação de Projeto; 
• Aprovação de Desenhos; 
• Relatório de Ensaio; 
• Garantia; 
• Expedição; 
• Ensaios (generalidades, ensaios de rotina, ensaios de tipo, ensaios de 
recebimento, ensaios de conformidade de tipo, descrição dos ensaios, 
planos de amostragem). O ensaio de medição de descargas parciais será 
executado como rotina. 
 
6. TRANSFORMADOR 
O transformador deve ser construído de modo a permitir seu levantamento e 
deslocamento através de cabos de aço. As culatras superiores e inferiores devem ser 
fixadas por meio de tirantes travados. 
 
Condições Normais de Funcionamento 
 
As condições normais de funcionamento do transformador são as seguintes: 
 
a) temperatura do ar de resfriamento (temperatura ambiente) não superior a 40° C 
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e temperatura média, em qualquer período de 24 horas, não superior a 30° C; 
b) altitude não superior a 1000 m; 
c) tensão de alimentação aproximadamente senoidal e tensões de fase 
aproximadamente iguais em módulo e defasagem; 
d) corrente de carga aproximadamente senoidal e fator harmônico medido 
conforme IEC-60076 não superior a 0,05 pu; 
e) funcionamento como abaixador de tensão; 
f) possibilidade de operação em paralelo. 
 
O transformador deve ser adequado para uso interno, dentro de postos de 
transformação de edifícios, ou outros locais que disponham de espaços adequados e 
secos, com ventilação e isentos de qualquer risco de inundação. 
 
Potências nominais e Tensões nominais 
Os transformadores devem ser fornecidos com os valores padronizados indicados na 
tabela 1. 
Tabela 1: Tensões e potências nominais 
Tensões nominais (V) Tensão 
máxima 
(kV) 
Potências 
nominais 
(kVA) Primário Secundário 
150, 300, 500 e 
1000 
13.800 / 13.200 / 12.000 /11.400 / 
10.800 220 / 127 15 150, 300, 500 e 
1000 
13.800 / 13.200 / 12.000 /11.400 / 
10.800 380 / 220 
24,2 150, 300, 500 e 1000 23.100 / 22.000 / 20.900 220 / 127 
 
Dimensões do transformador e do ambiente de instalação 
Uma vez que o transformador será não enclausurado e instalado em um ambiente 
confinado e de dimensões pré-estabelecidas, o equipamento deverá apresentar 
dimensões compatíveis com este ambiente. Ainda, o projeto do transformador deve 
levar em consideração a geração de calor decorrente da dissipação de suas perdas 
nesse ambiente, de forma que e a elevação de temperatura dos enrolamentos não 
ultrapasse os valores a seguir especificados. 
 
 
O ambiente confinado apresenta as seguintes características: 
• 3150mm de altura; 
• 2200mm de largura; 
• 2600mm de comprimento; 
• duas aberturas para ventilação natural (uma entrada de ar e uma saída de 
ar) de 1m2 de área (2m2 para transformadores de 1000 kVA), sendo que 
ambas instaladas na lateral maior (comprimento) deste ambiente, sendo que 
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a entrada de ar estará localizada a 400mm do solo e a saída de ar estará 
posicionada rente ao teto desse ambiente. 
 
Limites de elevação de temperatura 
Os limites de elevação de temperatura, conforme a norma NBR 10295, quando a 
elevação for medida pelo método de resistência, devem ser de: 105° C para isolamento 
classe F e 130° C para isolamento classe H. 
 
Os materiais isolantes empregados nos transformadores devem ser das classes de 
temperatura F (155°C) ou H (180°C), conforme a norma NBR 7034, podendo ser 
utilizados separadamente ou em combinação, quando as temperaturas forem 
compatíveis com a classe de isolação. 
 
 
Classe de combustão, ambiental e climática. 
O transformador deve atender os requisitos estabelecidos para as classes F1 de 
combustão, E2 ambiental e C2 climática. 
 
Acabamento 
Na preparação da superfície, logo após a sua fabricação, as impurezas devem ser 
removidas através de processo adequado. 
 
O proponente deve especificar na sua proposta, o tipo de tinta, cor e espessura da 
pintura, para fins de manutenção durante sua vida útil. 
 
Elementos de fixação 
Os parafusos, prisioneiros, porcas, arruelas, etc, devem ser galvanizados a fogo com 
pintura de acabamento ou de aço inox. 
 
Núcleo 
O núcleo deve ser construído de laminados planos de aço silício de grão orientado para 
fins elétricos, com envelhecimento máximo admissível de 5%, laminados a frio, tratados 
e isolados entre si com material inorgânico, com corte a 45o. Não se aceita o 
isolamento com papel entre lâminas ou entre pacotes de lâminas. O produto laminado 
deve satisfazer aos ensaios prescritos na norma NBR 9119. 
 
Os laminados, depois de empilhados, devem ser rigidamente amarrados a fim de evitar 
vibrações. 
 
O núcleo e ferragens devem ser aterradas. 
 
Os tirantes usados na fixação dos laminados devem ser isolados e aterrados em um 
ponto. 
 
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Enrolamentos e isolamentos 
Os enrolamentos de média tensão devem ser constituídos de fios ou fitas de alumínio 
ou cobre. Após a sua conformação deverão ser encapsulados a vácuo, em resina epóxi 
ou similar. 
 
Os enrolamentos de baixa tensão devem ser constituídos de fios ou fitas ou folhas de 
cobre ou alumínio, tendo preferência o uso de folhas com largura igual à altura da 
própria bobina, isoladas e coladas umas às outras. 
 
As bobinas devem ser constituídas de forma a obter alto grau de resistência à umidade, 
tornando desnecessária a instalação de resistências de aquecimento. 
 
Os materiais de encapsulamento empregados devem ser de difícil combustão e em 
caso de incêndio, ser auto-extinguíveis e não liberar gases tóxicos. 
 
Os enrolamentos e isolamentos devem ser projetados e construídos de forma a 
resistirem sem danos, em quaisquer condições de carga e de tensão, a todos os 
esforços mecânicos, efeitos térmicos e solicitações dielétricas, aos quais poderão estar 
sujeitos durante a operação do transformador. 
 
Todos os enrolamentos do transformador devem ser de isolamento total para a terra, 
axialmente prensados, tanto os de tensão primária como os de tensão secundária, sem 
apresentar folgas ou esmagamentos. 
 
Os materiais isolantes e compostos de impregnação devem ser compatíveis entre si e 
não devem sofrer deterioração indevida, quando submetidos à temperatura resultante 
da operação do equipamento em regime contínuo de carga, queocasione uma 
elevação de temperatura que atinja os limites especificados. 
 
Condutores e terminais 
Os condutores e partes vivas devem ser providos de reforços adequados. Todas as 
ligações entre os condutores terminais e os terminais de enrolamentos devem ser feitos 
com solda compatível ou compressão controlada, sendo que qualquer outro sistema de 
ligação deve ser submetido à aprovação da CPFL. 
 
O fabricante deve especificar o torque de aperto de todos os parafusos usados nas 
fixações e travamentos das chapas de religação do transformador no manual de 
instruções que deverá seguir com o transformador. 
 
Níveis de isolamento 
Os níveis de isolamento dos transformadores estão indicados na Tabela 2. 
 
 
 
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Tabela 2: Níveis de isolamento dos transformadores. 
 
Tensão máxima do 
equipamento 
kV 
Tensão suportável nominal à freqüência 
industrial durante 1 minuto 
kV (eficaz) 
Tensão suportável nominal de 
impulso atmosférico 
 kV (valor de crista) 
1,2 4 - 
15,0 34 95 
24,2 50 125 
 
Freqüência nominal 
A freqüência nominal é de 60 Hz. 
 
Deslocamento angular e diagrama vetorial 
Os transformadores devem ter os enrolamentos primários ligados em triângulo e 
secundários em estrela, sendo o deslocamento angular entre eles de 30o, com fases 
de tensão secundária atrasadas em relação às correspondentes de tensão primária, 
conforme o diagrama a seguir: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Ligação Dyn 1 (delta - estrela) 
 
Efeitos de curto-circuito 
Os transformadores devem ser projetados e construídos para resistirem aos efeitos 
mecânicos e térmicos causados por curtos-circuitos externos, sob as condições 
especificadas na norma NBR 10295. 
 
Temperatura do ar de resfriamento 
Os transformadores secos estão projetados para operar com temperatura do ar de 
resfriamento (temperatura ambiente) não superior a 40°C e com temperatura média em 
qualquer período de 24 h não superior a 30°C. 
 
Painel de derivações 
Os transformadores, por possuírem derivações nos enrolamentos primários, devem 
possuir dispositivos para mudança destas derivações, sem carga e sem tensão. 
 
O fabricante deve especificar o valor de torque para aperto das derivações (links). 
X3 
X2 
X1 X0 
H1 
H2 
H3 
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Nível de descargas parciais 
O nível máximo de descargas parciais permitido é de 10 pC na tensão de medição 
especificada. 
 
Características nominais e perdas máximas 
Os transformadores padronizados pela CPFL Energia, juntamente com as respectivas 
características nominais (potências, tensões, impedâncias, correntes de excitação) e 
perdas máximas admissíveis estão apresentadas na tabela 3. 
Tabela 3: Valores máximos de perdas, correntes de excitação e valores nominais 
de impedâncias de curto-circuito. 
Classe de 
Tensão (kV) 
Potência 
(kVA) 
Corrente de 
Excitação 
(%) 
Perdas em 
Vazio P0 
(W) 
Perdas 
Totais Pt 
115°C 
(W) 
Impedância de 
Curto-circuito a 
115°C 
Z(%) 
150 2,2 670 4460 5,7 
300 1,5 970 6820 5,7 
500 1,4 1650 9765 5,9 15 
1000 1,1 2615 15720 6,2 
150 2,4 830 5050 5,6 
300 1,7 1365 7810 6,0 
500 1,3 1990 10430 6,1 24,2 
1000 1,1 3050 17210 6,0 
 
Nível de ruído 
O nível de ruído não deve exceder os valores da Tabela 4. 
 
Tabela 4: Níveis de ruído admissíveis. 
Potência nominal do transformador 
(kVA) 
Nível médio de ruído (dB) 
150 58 
300 58 
500 60 
1000 64 
 
Tolerâncias 
Onde não especificado nesta norma, adotam-se as tolerâncias especificadas na NBR 
10295. 
 
Terminais 
Os terminais primários e secundários do transformador devem ser constituídos de 
barramentos de cobre estanhado ou alumínio com furação padrão NEMA compatível 
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com a corrente nominal do equipamento. Quando em alumínio deverá estanhado ou 
ser fornecida uma placa de cobre estanhada para permitir perfeita conexão galvânica 
com terminações de cobre da instalação. 
 
Tanto os terminais primários quanto os secundários devem possibilitar saída superior. 
 
O posicionamento dos terminais secundários deve permitir a conexão direta dos cabos, 
entrando em linha vertical paralela ao transformador. 
 
O terminal de neutro do enrolamento de tensão secundária deve ser idêntico aos 
terminais das fases do secundário. Os terminais de neutro devem ser isolados. 
 
Terminais de aterramento 
O transformador deve ser fornecido com 2 terminais de aterramento os quais devem 
ser localizados diagonalmente opostos e localizados nas extremidades da base. 
 
Ferragens 
As ferragens utilizadas na construção do transformador devem ter travamento 
mecânico adequado e pintadas com tinta de fundo e de acabamento. 
 
Identificação do Transformador 
Independentemente da placa de identificação, os transformadores devem estar 
devidamente identificados com seus respectivos números de série, gravados de forma 
legível e indelével em suas ferragens. 
 
O número patrimonial deverá ser pintado em uma de suas bobinas laterais. Os 
números deverão ser na cor preta e nas dimensões de 60mm de altura por 50mm de 
largura, seguido do número de fases e da potência do transformador, conforme 
exemplo a seguir: 
 
Exemplo: xxx.xxx-y-z 
 
Onde: 
xxx.xxx = número patrimonial seqüencial da Companhia Paulista de Força e Luz ou da 
 Companhia Piratininga de Força e Luz. 
y = número de fases, 1 para monofásico e 3 para trifásico. 
z = potência do transformador. 
 
Marcação dos Terminais 
Todas as fases da média tensão (H1, H2 e H3) e baixa tensão (X0, X1, X2 e X3) 
devem ter marcação indelével e visível. 
 
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Sensores de Temperatura 
O transformador deve ser adquirido com três sensores de temperatura, colocados nos 
pontos mais quentes dos três enrolamentos de tensão inferior. Estes sensores são 
utilizados para: 
a) atuação de ventilação forçada; 
b) sobrecarga / alarme; 
c) abertura dos dispositivos de proteção. 
 
Os sensores de atuação da ventilação, de alarme e dos dispositivos de proteção 
devem ser ajustados para temperaturas de 130°C, 150°C e 170°C, respectivamente. 
 
Alguns dos sensores (ventilação forçada e / ou dispositivos de proteção) poderão não 
ser utilizado na fase de implantação, mas são considerados para possibilitar recursos 
adicionais para eventuais alterações futuras das instalações. 
 
Meios de Locomoção 
O transformador deve ser provido de quatro rodas bidirecionais, para possibilitara 
locomoção do mesmo, que permitam: 
a) alterar sua posição de maneira a considerar o deslocamento do transformador 
em qualquer direção ; 
b) travamento das mesmas, quando o transformador estiver na sua posição 
definitiva de maneira a impossibilitar o seu deslocamento. 
 
Meios de suspensão do transformador 
O transformador deve possuir 4 (quatro) ganchos para suspensão que permitam o 
levantamento da unidade completa. 
 
Placa de identificação 
Cada transformador deve ser provido de uma placa de identificação de aço inoxidável 
com espessura mínima de 0,8 mm, fixada ao respectivo suporte através de rebites de 
alumínio a uma distância mínima de 20 mm da superfície plana de montagem. A placa 
deve ser colocada em posição visível e indelevelmente marcada, conforme NBR10295. 
 
Carga Máxima Admissível 
O transformador não deve ser previsto para operar com carga superior a sua potência 
nominal. 
 
Nota: eventuais carregamentos superiores aos nominais poderão ser estabelecidos 
futuramente, baseando-se na IEC-60905 (Loading Guide for Dry-Type Power 
Transformers) ou ANSI C.57.96 (Guide for Loading Dry-Type Distribution and Power 
Transformers) dependendo dos desempenhos a serem observados nas instalações a 
serem implantadas. 
 
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Tensão de despacho 
Os transformadores devem ser fornecidos conectados na derivação de: 
• 13800 V: para a classe de tensão de 15 kV; 
• 23100 V: para a classe de tensão de 25 kV, 
 
 
 EMBALAGEM 
 
As embalagens dos transformadores devem prover proteções adequadas para que os 
Terminais e encapsulamento dos enrolamentos não sofram avarias no transporte e no 
armazenamento, bem como proteja-o de respingos. 
 
 
REGISTRO DE REVISÃO 
 
Alterações efetuadas: 
 
Versão 
anterior 
Data da versão 
anterior Alterações em relação à versão anterior 
1.0 31/07/2007 Inclusão da exigência de ensaios de descargas parciais como rotina no item CONDIÇÕES GERAIS. 
 
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Anexo A - Codificação CPFL SAP/R3 para Transformadores Trifásicos 
a seco 
 
 
POTÊN-
CIA 
(kVA) 
CLASSE 
TENSÃO 
(kV) 
TENSÕES PRIMÁRIAS 
(kV) 
TENSÕES 
SECUN-
DÁRIAS (V) 
CÓDIGO CPFL 
SAP/R3 
13,8/13,2/12,0/11,4/10,8 220/127 50-000-015-445 
15 
13,8/13,2/12,0/11,4/10,8 380/220 50-000-015-444 150 
24,2 23,1/22,0/20,9 220/127 50-000-015-450 
13,8/13,2/12,0/11,4/10,8 220/127 50-000-015-443 
15 
13,8/13,2/12,0/11,4/10,8 380/220 50-000-015-442 300 
24,2 23,1/22,0/20,9 220/127 50-000-015-449 
13,8/13,2/12,0/11,4/10,8 220/127 50-000-015-441 
15 
13,8/13,2/12,0/11,4/10,8 380/220 50-000-015-420 500 
24,2 23,1/22,0/20,9 220/127 50-000-015-448 
13,8/13,2/12,0/11,4/10,8 220/127 50-000-015-749 
15 
13,8/13,2/12,0/11,4/10,8 380/220 50-000-015-404 1000 
24,2 23,1/22,0/20,9 220/127 50-000-015-750 
 
 
 
Especificação Técnica
Distribuição
Transformadores de distribuição a seco - Padronização
11518 Instrução 1.1 Ronaldo Antônio Roncolatto 03/07/2008 13 de 13
IMPRESSÃO NÃO CONTROLADA